Java 注解

一、注解 (Annotation) 概述

从 JDK 5.0 开始, Java 增加了对元数据(MetaData) 的支持, 也就是Annotation(注解)

Annotation 其实就是代码里的特殊标记, 这些标记可以在编译, 类加载, 运行时被读取, 并执行相应的处理。通过使用 Annotation, 程序员可以在不改变原有逻辑的情况下, 在源文件中嵌入一些补充信息。代码分析工具、开发工具和部署工具可以通过这些补充信息进行验证或者进行部署。

Annotation 可以像修饰符一样被使用, 可用于修饰包,类, 构造器, 方法, 成员变量, 参数, 局部变量的声明, 这些信息被保存在 Annotation 的 “name=value” 对中。

在JavaSE中，注解的使用目的比较简单，例如标记过时的功能，忽略警告等。在JavaEE/Android中注解占据了更重要的角色，例如用来配置应用程序的任何切面，代替JavaEE旧版中所遗留的繁冗代码和XML配置等。

未来的开发模式都是基于注解的，JPA是基于注解的，Spring2.5以上都是基于注解的，Hibernate3.x以后也是基于注解的，现在的Struts2有一部分也是基于注解的了，注解是一种趋势，一定程度上可以说：框架 = 注解 + 反射 + 设计模式。

注解都是 @ 符号开头的，例如我们在学习方法重写时使用过的 @Override 注解。同 Class 和 Interface 一样，注解也属于一种类型。

无论是哪一种注解，本质上都一种数据类型，是一种接口类型。到 Java 8 为止 Java SE 提供了 11 个内置注解。其中有 5 个是基本注解，它们来自于 java.lang 包。有 6 个是元注解，它们来自于 java.lang.annotation 包，自定义注解会用到元注解。

提示：元注解就是负责注解其他的注解。

基本注解包括：@Override、@Deprecated、@SuppressWarnings、@SafeVarargs 和 @FunctionalInterface。

二、常见的Annotation示例

使用 Annotation 时要在其前面增加 @ 符号, 并把该 Annotation 当成
一个修饰符使用。用于修饰它支持的程序元素

1、生成文档相关的注解

• @author 标明开发该类模块的作者，多个作者之间使用,分割
• @version 标明该类模块的版本
• @see 参考转向，也就是相关主题
• @since 从哪个版本开始增加的
• @param 对方法中某参数的说明，如果没有参数就不能写
• @return 对方法返回值的说明，如果方法的返回值类型是void就不能写
• @exception 对方法可能抛出的异常进行说明 ，如果方法没有用throws显式抛出的异常就不能写

其中
@param @return 和 @exception 这三个标记都是只用于方法的。
@param的格式要求：@param 形参名 形参类型 形参说明
@return 的格式要求：@return 返回值类型 返回值说明
@exception的格式要求：@exception 异常类型 异常说明
@param和@exception可以并列多个

package com.annotation.javadoc;
/**
 * @author shkstart
 * @version 1.0
 * @see Math.java
 */
public class JavadocTest {
    /**
     * 程序的主方法，程序的入口
     * @param args String[] 命令行参数
     */
    public static void main(String[] args) {
    }
    /**
     * 求圆面积的方法
     * @param radius double 半径值
     * @return double 圆的面积
     */
    public static double getArea(double radius){
        return Math.PI * radius * radius; } 
}

2、JDK内置的基本注解

• @Override 注解是用来指定方法重写的，只能修饰方法并且只能用于方法重写，不能修饰其它的元素。它可以强制一个子类必须重写父类方法或者实现接口的方法。
• @Deprecated 可以用来注解类、接口、成员方法和成员变量等，用于表示某个元素（类、方法等）已过时。通常是因为所修饰的结构危险或存在更好的选择。当其他程序使用已过时的元素时，编译器将会给出警告。
• @SuppressWarnings 注解指示被该注解修饰的程序元素（以及该程序元素中的所有子元素）取消显示指定的编译器警告，且会一直作用于该程序元素的所有子元素。例如，使@SuppressWarnings 修饰某个类取消显示某个编译器警告，同时又修饰该类里的某个方法取消显示另一个编译器警告，那么该方法将会同时取消显示这两个编译器警告。

package com.annotation.javadoc;
public class AnnotationTest{
    public static void main(String[] args) {
        @SuppressWarnings("unused")
        int a = 10;
    }
    @Deprecated
    public void print(){
        System.out.println("过时的方法");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "重写的toString方法()"; 
    } 
}

3、跟踪代码依赖性，实现替代配置文件功能

Servlet3.0提供了注解(annotation),使得不再需要在web.xml文件中进行Servlet的部署。

@WebServlet("/login")
public class LoginServlet extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws
            ServletException, IOException { }
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws
            ServletException, IOException {
        doGet(request, response);
    } }

web.xml

<servlet> 
<servlet-name>LoginServlet</servlet-name> 
<servlet-class>com.servlet.LoginServlet</servlet-class>
</servlet> 
<servlet-mapping> 
<servlet-name>LoginServlet</servlet-name>
<url-pattern>/login</url-pattern>
</servlet-mapping>

spring框架中关于“事务”的管理

@Transactional(propagation=Propagation.REQUIRES_NEW, isolation=Isolation.READ_COMMITTED,readOnly=false,timeout=3)
public void buyBook(String username, String isbn) {
//1.查询书的单价
        int price = bookShopDao.findBookPriceByIsbn(isbn);
//2. 更新库存
        bookShopDao.updateBookStock(isbn);
//3. 更新用户的余额
        bookShopDao.updateUserAccount(username, price); 
}

<!-- 配置事务属性 --> <tx:advice transaction-manager="dataSourceTransactionManager" id="txAdvice">
<tx:attributes>
<!-- 配置每个方法使用的事务属性 --> <tx:method name="buyBook" propagation="REQUIRES_NEW" isolation="READ_COMMITTED" read-only="false" timeout="3" />
</tx:attributes>
</tx:advice>

三、自定义Annotation

• 定义新的 Annotation 类型使用 @interface 关键字
• 自定义注解自动继承了java.lang.annotation.Annotation接口
• Annotation 的成员变量在 Annotation 定义中以无参数方法的形式来声明。其方法名和返回值定义了该成员的名字和类型。我们称为配置参数。类型只能是八种基本数据类型、String类型、Class类型、enum类型、Annotation类型、以上所有类型的数组。  可以在定义 Annotation 的成员变量时为其指定初始值, 指定成员变量的初始值可使用 default 关键字
• 如果只有一个参数成员，建议使用参数名为value
• 如果定义的注解含有配置参数，那么使用时必须指定参数值，除非它有默认值。格式是“参数名 = 参数值”，如果只有一个参数成员，且名称为value 可以省略“value=”
• 没有成员定义的 Annotation 称为标记; 包含成员变量的 Annotation 称为元数据 Annotation

注意：自定义注解必须配上注解的信息处理流程才有意义。

声明自定义注解使用 @interface 关键字（interface 关键字前加 @ 符号）实现。定义注解与定义接口非常像，如下代码可定义一个简单形式的注解类型。

public @interface MyAnnotation {

    String value() default "hello";
}

public @interface MyAnnotations {

    MyAnnotation[] value();
}

四、JDK 中的元注解

JDK 的元 Annotation 用于修饰其他 Annotation 定义
JDK5.0提供了4个标准的meta-annotation类型，分别是：

• Retention
• Target
• Documented
• Inherited

Java 8 又增加了 @Repeatable 和 @Native 两个注解。这些注解都可以在 java.lang.annotation 包中找到。下面主要介绍每个元注解的作用及使用。

1、@Retention

@Retention: 只能用于修饰一个 Annotation 定义, 用于指定该 Annotation 的生命周期, @Rentention 包含一个 RetentionPolicy 类型的成员变量, 使用@Rentention 时必须为该 value 成员变量指定值:

• RetentionPolicy.SOURCE:在源文件中有效（即源文件保留），编译器直接丢弃这种策略的注释
• RetentionPolicy.CLASS:在class文件中有效（即class保留） ， 当运行 Java 程序时, JVM 不会保留注解。 这是默认值
• RetentionPolicy.RUNTIME:在运行时有效（即运行时保留），当运行 Java 程序时, JVM 会保留注释。程序可以通过反射获取该注释。

2、@Target

@Target: 用于修饰 Annotation 定义, 用于指定被修饰的 Annotation 能用于修饰哪些程序元素。 @Target 也包含一个名为 value 的成员变量。

JDK1.8之后，关于元注解@Target的参数类型ElementType枚举值多了两个：
TYPE_PARAMETER,TYPE_USE。

在Java 8之前，注解只能是在声明的地方所使用，Java8开始，注解可以应用在任何地方。 

• ElementType.TYPE_PARAMETER 表示该注解能写在类型变量的声明语句中（如：泛型声明）。 
• ElementType.TYPE_USE 表示该注解能写在使用类型的任何语句中。

3、@Documented

@Documented: 用于指定被该元 Annotation 修饰的 Annotation 类将被javadoc 工具提取成文档。默认情况下，javadoc是不包括注解的。

定义为Documented的注解必须设置Retention值为RUNTIME。

4、@Inherited

@Inherited: 被它修饰的 Annotation 将具有继承性。如果某个类使用了被@Inherited 修饰的 Annotation, 则其子类将自动具有该注解。

• 比如：如果把标有@Inherited注解的自定义的注解标注在类级别上，子类则可以继承父类类级别的注解
• 实际应用中，使用较少

@Inherited
@Repeatable(MyAnnotations.class)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE,TYPE_PARAMETER,TYPE_USE})
public @interface MyAnnotation {

    String value() default "hello";
}

5、@Repeatable

@Repeatable 注解是 Java 8 新增加的，它允许在相同的程序元素中重复注解，在需要对同一种注解多次使用时，往往需要借助 @Repeatable 注解。Java 8 版本以前，同一个程序元素前最多只能有一个相同类型的注解，如果需要在同一个元素前使用多个相同类型的注解，则必须使用注解“容器”。

Java 8之前

public @interface Roles {
    Role[] value();
}

public @interface Role {
    String roleName();
}

public class RoleTest { 
    @Roles(roles = {@Role(roleName = "role1"), @Role(roleName = "role2")}) 
    public String doString(){ 
        return "test";
    } 
}

Java 8 之后增加了重复注解，使用方式如下：

    //先声明一个Roles用来包含所有的身份
    public @interface Roles {
        Role[] value();
    }
    @Repeatable(Roles.class)
    public @interface Role {
        String roleName();
    }
    public class RoleTest {
        @Role(roleName = "role1")
        @Role(roleName = "role2")
        public String doString(){
            return "test";
        }
    }

6、@Native

使用 @Native 注解修饰成员变量，则表示这个变量可以被本地代码引用，常常被代码生成工具使用。对于 @Native 注解不常使用，了解即可。

六、利用反射获取注解信息

JDK 5.0 在 java.lang.reflect 包下新增了 AnnotatedElement 接口, 该接口代表程序中可以接受注解的程序元素

当一个 Annotation 类型被定义为运行时 Annotation 后, 该注解才是运行时可见, 当 class 文件被载入时保存在 class 文件中的 Annotation 才会被虚拟机读取

程序可以调用 AnnotatedElement对象的如下方法来访问 Annotation 信息

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface PersonInfo {
    String name();
    int age() default 20;
    String gender();
}

class PersonOpe {
    @PersonInfo(name="李四",age=20,gender="男")
    public void show(String name,int age,String gen) {
        System.out.println(name);
        System.out.println(age);
        System.out.println(gen);
    }
}
public class AnnotationTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        PersonOpe ope=new PersonOpe();
        Class<?> class1=PersonOpe.class;
        Method method = class1.getMethod("show", String.class,int.class,String.class);
        PersonInfo annotation = method.getAnnotation(PersonInfo.class);
        String name=annotation.name();
        int age=annotation.age();
        String gender=annotation.gender();
        method.invoke(ope, name,age,gender);
    }
}